河流冰期流量实时自动测量技术

技术来源

       国家计划 。

技术简介

       该技术基于河道任意单宽流元上的流量和总流量比值与断面地形 、水力半径参数有关的原 理 ，融合爱因斯坦断面分区方法划分冰盖与河床影响区 ，建立了天然河渠冰盖下流量横向分布和 单宽流元流量分布与断面面积 、水力半径间的函数公式 ， 提出了基于冰下流速单宽流元的河流 冰期流量实时自动测量方法并开发相关软件 。通过测量 1~2条测线上两点处流速 ， 结合冰水情 一体化雷达量测获取的水深及冰厚横向分布 ，再依据上述函数公式实时获得断面的总流量 。该技 术解决了传统方法测流效率偏低 、测量人员安全风险高 、对冰盖动态发展适应性差的难题 ，一定 程度上突破了冰下测流技术瓶颈 。

技术指标

     （1）计算 、测量 1~2条冰孔垂线流速 ，结合单宽流元流量沿河宽分布图 ，可自动获得冰盖影 响下的断面总流量 ，支撑河流冰期全部冰封 、部分冰封断面流量的实时自动测量 。

（2） 经实验室试验 、大型调水明渠和黄河宁蒙河段应用表明： 该技术测量的流量 、单宽流量 和水深平均流速分布与传统打孔测量的平均误差不超过 8. 5% 。

（3） 不同河道形态 、横断面地形变化和冰盖厚度下流量的测量精度总体在 10%以内 。 满足 SL59—2015《河流冰情观测规范》 和 GB／T 22482—2008《水文情报预报规范》 的相关要求 。

应用范围及前景

       未来需进一步拓展河流冰期测流技术对急变弯道环流 、不同水体含沙量等条件的适应性研 究 ，实现复杂水冰沙耦合条件下河流流量的在线监测与动态采集 。

该技术可作为各水文站常备的流量采集系统 ，广泛应用于北方江河渠溪岸冰 、部分冰封和完 整冰封影响下流量的测量 ， 能实现河道流量实时 、 自 动 、 高效 、安全的测量 ， 具有较大的推广 价值 。

持有单位： 中国水利水电科学研究院

单位地址： 北京市海淀区复兴路甲 1 号

联  系  人： 王涛

联系方式： 13661289022、01068781725